Актуальные вопросы комплексного обеспечения эксплуатации информационно-телекоммуникационных систем специального назначения Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

УДК 681 DOI: 10.24412/2782-2141-2024-2-12-29

Актуальные вопросы комплексного обеспечения эксплуатации информационно-телекоммуникационных систем специального назначения

Винокур М. В., Курносов В. И., Лукин К. И.

Аннотация. Цель работы: детализации проблемы комплексного обеспечения эксплуатации мулътисервисной информационно-телекоммуникационной системы специального назначения. Методы: однозначного подхода к последовательности и методам проведения концептуальных исследований процесса обеспечения эксплуатации мулътисервисной информационно-телекоммуникационной системы специального назначения в настоящее время не существует. В то же время наиболее полным, позволяющим взаимоувязать цели основных подсистем системы технической эксплуатации единой межведомственной системы управления с мероприятиями комплексного обеспечения эксплуатации мулътисервисной сети связи по этапам ее эволюционной схемы развития является структурно-параметрический метод исследований. Новизна: Отличие такой модели от известных заключается в том, что в ней процессы обеспечения эксплуатации мулътисервисной информационно-телекоммуникационной системы специального назначения представлены как многоплоскостные и многоуровневые, взаимоувязанные между собой информационными и материальными связями, а сам процесс обеспечения эксплуатации мулътисервисной информационно-телекоммуникационной системы рассматривается относительно максимально допустимого времени простоя информационного направления связи, требуемое значение среднего времени восстановления соединений в котором, образованных сетью и предназначенных для передани сообщений, зависит от класса обслуживаемых информационных потоков и их видов. Результаты: определены базовые характеристики информационно-телекоммуникационной сети единой межведомственной системы управления; выбраны методы исследования; выработан комплекс мероприятий управления по обеспечению эксплуатации мулътисервисной информационно-телекоммуникационной системы; сформирована концептуальная модель процессов обеспечения эксплуатации мулътисервисной информационно-телекоммуникационной системы; разработаны модели выбора стратегий комплексного обеспечения эксплуатации мулътисервисной информационно-телекоммуникационной системы на различных этапах ее жизненного цикла; выделен этап операциональных исследований решения задач комплексного обеспечения эксплуатации информационно-телекоммуникационной системы специального назначения. Практическая значимость: представленный этап операциональных исследований позволяет определить взаимосвязь между различными типами ресурсов, задействованных при комплексном обеспечении эксплуатации информационно-жжко^^ни^^мнной системы специального назначения. Кроме того, он показал необходимость взаимоувязывания ресурсов по всем уровням иерархии системы эксплуатации информацгюнно-телекоммуникагрюнной системы. При этом сделан вывод, что применительно к концептуальному и операциональному этапу, адекватность формулируемых моделей условиям эксплуатации может быть получена только с учетом характера воздействий дестабилизирующих факторов.

Ключевые слова: информационно-телекоммуникационная система, комплексное обеспечение эксплуатации, концептуальная модель, мулътисервисная сеть связи, этапы жизненного цикла.

Введение

Анализ направлений развития информационно-телекоммуникационных систем специального назначения (ИТКС СН) [1] показывает, что данный тип систем относится к эволюционно-развивающимся системам. Это предопределяет тот факт, что исследование проблемы комплексного обеспечения их эксплуатации целесообразно проводить в соответствии с этапами обобщенной схемы исследования проблемы управления качеством эволюционно-рмвив^щихся систем (рис. 1) [1, 2].

Рис. 1. Основные этапы исследования проблемы комплексного обеспечения

эксплуатации ИТКС СН

Сложность решения данной задачи заключается в том, что относительно создания мультисервисной ИТКС, в соответствии с этапностью развития единой межведомственной системы управления (ЕМВСУ), в настоящее время отсутствует достаточный уровень знаний о возможном характере поведения ИТКС такого класса в условиях динамически изменяющихся внутренних и внешних дестабилизирующих факторов, обусловленных применением информационных систем, возросшими возможностями радиоэлектронного и информационного воздействия, нестационарностью информационных потоков в ходе противоборства конфликтующих сторон, конечной надежностью аппаратно-программных средств связи (АПСС).

1. Базовые характеристики ИТКС единой межведомственной системы управления

Вместе с тем анализ [1, 2] показал, что особенность организации эксплуатации мультисервисной ИТКС СН с учетом ее базовых характеристик (рис. 2) определяется всеми этапами эволюции жизненного цикла создаваемой системы. Данное обстоятельство потребовало детализации проблемы комплексного обеспечения эксплуатации мультисервисной ИТКС СН, что легло в основу ее логической схемы исследований.

Применительно к обобщенной схеме (рис. 1) логическая схема исследований комплексного обеспечения эксплуатации мультисервисной ИТКС СН может быть представлена в виде взаимоувязанного на единой методологической основе контура эволюции фаз её жизненного цикла. При этом в соответствии с основными этапами исследований (рис. 1) формирование облика системы эксплуатации ИТКС СН и ее обеспечивающих подсистем будет проводиться на этапе концептуальных исследований.

2. Выбор метода исследования

Анализ [1, 2] показал, что однозначного подхода к последовательности и методам проведения концептуальных исследований процесса обеспечения эксплуатации мультисервисной ИТКС СН в настоящее время не существует. В то же время наиболее полным, позволяющим взаимоувязать цели основных подсистем системы технической эксплуатации (СТЭ) ЕМВСУ с мероприятиями комплексного обеспечения эксплуатации мультисервисной ИТКС СН по этапам ее эволюционной схемы развития является структурно-партетрический метод исследований (рис. 3) [1-5].

характеристики ИТКС ЕМВСУ

Технико-эксплуатационные

XX

виды архитектур; вида!топологии; виды структур;

правила

функционирования; тактика действий

отказоустойчивость; пропускная способность; достоверность передачи ИСП (КИЕ); своевременность и безопасность передачи заданного объема различных видов ИСП

Л

степень использовании ФЛК;

степень задействования пропускной способности для передачи сигнально-управляюшрй

скорость реакции С!УС на изменение состояния ТКС;

эксплуатационная надежность; обеспеченность материально-техническими средствами; приспособленность к современным мэтодам восстановления и технического

Экономические

экономичность

Рис. 2. Базовые характеристики ИТКС ЕМВСУ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБУЕМОГО СОСТОЯНИЯ ИТКС Ш

Обесшчениз шах возможного уровни

Обеспечение эффективного использования ресурсов СОТУ, СОТО

ТОСиУ

.Достоверная и Системный

состояния сети связи

АПСС

Подсистема управления CI3

Подсистема восстановления АПСС

Техн. разведка

Эвакуация

Ремонт (средний и капитальный)

Доставка

снабжения ТОСиУ

Снабжение техникой

I— Снабжение СГИ

_ Применение

Текущий ремонт

Рис. 3. Схема взаимоотношений целей процесса эксплуатации телекоммуникационной системы с основными мероприятиями его технологического уровня

Использование данного метода позволяет на первом этапе концептуальных исследований разработать структурно-параметрическую модель процесса поддержания требуемого состояния мультисервисной ИТКС СН в условиях преднамеренных и случайных повреждений и отказов ее элементов [3]. Предлагается в содержание структурно-параметрической модели ввести следующие обозначения: Б/ — информационный поток о невыполнении заданных требований (снижение качества обслуживания потребителей; Б/— управляющий поток элементами полиструктуры ИТКС СН; и - уровень агрегатирования элементов ИТКС СН (оперативный, оперативно-те^ичес^й и технический); Б2/— неисправный, неработоспособный, требующий различных объемов работ по техническому обслуживанию и восстановлению ресурс сети; Б2*/- исправный, работоспособный ресурс сети; М —запасы АПСС; #ВТи — объемы запасов специального технического имущества (СТИ) для обеспечения эксплуатации мультисервисной ИТКС СН; Тв — время восстановления свойств информационных направлений связи (ИНС) ИТКС СН, в том числе отказавших или поврежденных АПСС, физических логических каналов (ФЛК), элементов полиструктуры ИТКС СН в требуемых объемах, Гп - время простоя отказавших или поврежденных АПСС, ФЛК, элементов полиструктуры мультисервисной ИТКС СН.

Отличие такой модели от известных [1, 6, 7] заключается в том, что в ней процессы обеспечения эксплуатации мультисервисной ИТКС СН представлены как многоплоскостные и многоуровневые, взаимоувязанные между собой информационными и материальными связями, а сам процесс обеспечения эксплуатации мультисервисной ИТКС СН рассматривается относительно максимально допустимого времени простоя ИНС. При этом требуемое значение среднего времени восстановления соединений в ИНС, образованных сетью и предназначенных для передачи сообщений, зависит от класса обслуживаемых информационных потоков и их видов (рис. 4).

Класс передаваемых сообщений

tv треб. I

t* треб. II

h треб. Ш

10 мин

80 мин

120 мин

Оперативное управление

Оперативно-техническое восстановление

Техническое восстановление

(часть наиболее приоритетных)

III

реакции

требуемый

t

Рис. 4. Зависимость требуемого времени восстановления соединений в ИТКС СН

от различных классов сообщений

3. Комплекс мероприятий управления по обеспечению эксплуатации мультисервисной ИТКС СН

Анализ [1, 6, 9] показывает, что обеспечение требуемого времени восстановления ИНС в условиях множественных отказов и повреждений элементов ИТКС СН в современных сетях связи возможен посредством: комплекса мероприятий, направленных на реконструкцию, реконфигурацию ИНС; использования мобильных средств и создаваемого резерва; применения разных способов и методов ремонта АПСС или поставки новых образцов оборудования с предприятий промышленности.

Выбор того или другого метода восстановления определяется не только временными ресурсами, обусловленными особенностями организации связи, но и оперативно-техническими возможностями системы эксплуатации ИТКС СН по восстановлению (устранению) отказов и повреждений. При этом достигаемый эффект (время восстановления - затраты) в зависимости от выбранного метода будет существенно различаться. Кроме того, в соответствии со структурой иерархии процесса эксплуатации полиструктуры ИТКС СН, будет меняться сложность задач, выполняемых системой технической эксплуатации. Это обусловлено тем, что с ростом уровня принятия решений увеличивается степень обобщения причин ухудшения качества функционирования ИТКС СН, что предполагает задействование её комплексных ресурсов. В то же время, чем ниже уровень принятия решения, тем с более уникальными событиями сталкивается обслуживающий персонал ЕМВСУ при выполнении мероприятий обеспечения сетевыми ресурсами мультисервисной ИТКС СН [3, 10, 11].

Исходя из допустимого времени простоя ИНС в мультисервисной ИТКС СН в условиях множественных отказов и повреждений процесс обеспечения её эксплуатации целесообразно рассматривать относительно трех уровней [3, 12].

1) Уровень оперативного управления обеспечением эксплуатации мультисервисной ИТКС СН предназначен для поддержания сетевых ресурсов, обслуживающих информационные потоки I класса, в том числе и сигнально-управляющих потоков АСУ связью. Обеспечение вероятностно-временных характеристик по поддержанию эксплуатационных свойств ИНС на этом уровне, как правило, производится посредством методов реконфигураций ИТКС СН.

2) Уровень оперативно-технического управления обеспечением эксплуатации ИТКС СН направлен на восстановление функционирования части её элементов посредством оперативного резерва с использованием в основном метода реконструкции сети. Данный уровень восстанавливает сетевые ресурсы ИТКС СН, в первую очередь для передачи всего объема информационных сообщений пользователей (ИСП) 1-го и П-го пассов.

3) Технический уровень управления обеспечением эксплуатации ИТКС СН предназначен для ремонта оборудования и восстановления его технического ресурса, программного обеспечения АПСС, ФЛК (например, узловых станций различных видов, коммутационных центров (КЦ), необслуживаемых (обслуживаемых) усилительных (регенерационных (НРП, ОРП)) пунктов (НУП, ОУП), пунктов сигнализации (ПС), транзитных ПС (ТПС) и других элементов) с целью обеспечения своевременной передачи в полном объеме информационных потоков I, II, III классов с требуемым качеством во всех организуемых через ИТКС СН информационных направлениях связи.

Сам процесс управления данными уровнями осуществляется на основе оценки состояния элементов мультисервисной ИТКС СН посредством реализации мероприятий, проводимых административными и оперативными органами управления (рис. 5). Причем оценка состояния мультисервисной ИТКС СН производится ее системой мониторинга путем сбора и обработки текущей информации посредством телеметрии и оперативных донесений, а также учетно-отчетной документации служб материально-технического обеспечения.

Комплекс мероприятий управления обеспечением эксплуатации мультисервисной ИТКС СН

Мероприятия, выполняемые административными органами Мероприятия, выполняемые оперативными органами (СТЭ)

Рис. 5. Мероприятия управления по обеспечению эксплуатации мультисервисной ИТКС СН

4. Этап концептуального моделирования процессов обеспечения эксплуатации

мультисервисной ИТКС СН

Однако все приведенные рассуждения относительно выделенных уровней в структурно-параметрической модели адекватны процессам эксплуатации только в том случае, если учтены особенности функционирования мультисервисной ИТКС СН. Эти особенности были выделены при проведении проблемного анализа. Они заключаются в том, что при целевом использовании мулыисервисных ИТКС СН формирование ее сетевого ресурса во многом будет определяться характером функционирования ее специализированных и обеспечивающих подсистем. Поэтому в процессе концептуальных исследований на этапе построения структурно-параметрической модели в ИТКС СН был выделен ряд плоскостей, которые обеспечивают выполнение взаимоувязанных частных задач.

С этих позиций мультисервисную ИТКС СН можно декомпозировать на плоскости:

- пользователей,

- сетевой тактовой синхронизации,

- баз данных,

- сигнализации,

- управления сетями.

Каждая из плоскостей в свою очередь включает ряд взаимоувязанных элементов (терминальные (оконечные) устройства; цифровые линии связи, образованные посредством различных видов цифровых систем передачи; сетевые узлы и станции; пункты (центры) информационного обслуживания, включающие справочные службы, банки данных и другие информационно-вычислительные системы коллективного пользования для предоставления услуг пространственно-рассредоточенньш потребителям информации и т. д.), обеспечивающих формирование сетевых ресурсов требуемого качества и объемов.

Таким образом, первый этап концептуальных исследований моделирования процессов обеспечения эксплуатации мультисервисной ИТКС СН должен завершиться разработкой ее концептуальной модели (рис. 6).

Анализ данной модели и эволюционной схемы развития ЕМВСУ показывает, что как на каждом этапе развития, так и на всех уровнях любой из плоскостей мультисервисной ИТКС СН характер реализации задач и комплекс проводимых мероприятий по обеспечению эксплуатации зависит от выбранного системой управления варианта решения.

Система управления ресурсами ИТКС СН

Органы восполнения потерь сетевых ресурсов

* /

ф Т

А и 0) Ф Е X

К н

т 18 и ц

о 1= О с Е

р д С

ы и С ш К о

А о И Е

в о 3 к И Г н О с т о я офиласгич рабэты С о с т

д л т с н с о

Е \ К т и я

й и/ с и Е г н и

с V К С II Е

т в и й 1 с н А С Е т Е Т И С в Ш Ж о о В | 1= § э л Е м Е Н

И я 3 ш X X т о в

С и 01 1 с

1 в X Е

я Т

Л с 3 02 X И

0) ь и ГО 8 с в я

ю <и о. о.

Б: 3

о и и

с (б о. н

X

Плоскость 5

/Административное управление

Плоскость 1

Оперативные уровень восстановления свойств ИТКС

Оперативно-технический уровень восстановления

Технический уровень восстановления свойств ИТКССТО-ИП

Орган управления СТЭ

П Р И Н Я Т И

я

п р

и н я т и я

Укомплектование СГИ юв восспшов: £гаэдх>вня

-№работоспэсобная ТС

----Работослэсобшя ТС

-Информация о состоянии

системы

----Информация от органов

управления

1. Плоскость пользователей

2. Плоскость управления сетями

3. Плоскость сети сигнализации

4. Плоскость баз данных управления ИТКС СИ

5. Плоскость тактовой сетевой синхронизации

Рис. 6. Модель процесса поддержания требуемых состояний ИТКС СН

2

-1

При этом относительно процесса создания мультисервисной ИТКС СН реализуемые цели этапов могут совпадать, а могут иметь альтернативную направленность (например, устойчивость - стоимость; обеспечение дальности связи за счет повышения мощности передатчиков — улучшение разведзащищенности и электромагнитной совместимости и т. д.).

Следовательно, разрешение проблемы комплексного обеспечения эксплуатации мультисервисной ИТКС СН соответствует классу задач исследования многоцелевых систем, которые могут решаться методами многопараметрической оптимизации [1, 2, 4].

В то же время относительно каждой из реализуемых целей и для достижения глобальной цели функционирования мультисервисной ИТКС СН должна быть выбрана схема принятия решений по комплексному обеспечению её эксплуатации, в соответствии с этапами развития ЕМВСУ. Как показывает анализ [1, 2, 4], из существующих концепций рационального выбора решений в пространстве возможных ситуаций наиболее адекватной является концепция адаптивизации. Данная концепция предполагает возможность оперативного реагирования в ходе целевого функционирования мультисервисной ИТКС СН на поступающую текущую информацию об изменении условий в ЕМВСУ.

При этом область допустимых стратегий комплексного обеспечения эксплуатации может видоизменяться в процессе поступления текущей информации. Кроме того, в качестве реакции на поступающую информацию и прогноз условий эксплуатации мультисервисной ИТКС СН может изменяться и цель обеспечения её эксплуатации.

В этом случае рациональной следует считать такую адаптивную стратегию и(() комплексного обеспечения эксплуатации мультисервисной ИТКС СН из множества и^,т), которая позволит обеспечить выполнение условия [2, 21]

Щ(и* (¿),т) > Я™ [и{{),х),и{1) е и(и т), (1)

где ^ — текущее время; т - время упреждения прогноза.

Запись Жг означает, что показатель рациональности мероприятий, обеспечивающих эксплуатацию, может меняться во времени. Концепция адаптивизации позволяет целеустремленно и гибко действовать на всех стадиях эволюционного развития ИТКС СН. В свою очередь в основу реализации данной концепции в соответствии с целевыми требованиями и граничными условиями целевого функционирования ИТКС СН может быть положена модель разрешения проблемой ситуации (рис. 7).

В модели введем следующие обозначения: Ао - цель комплексного обеспечения эксплуатации ИТКС СН; и — множество стратегий лица, принимающего решения (ЛПР) для достижения поставленной цели; и* — множество наилучших стратегий, с точки зрения ЛПР, для достижения поставленной цели; А - множество значений определенных и неопределенных факторов, возникающих при целевом использовании ИТКС СН; О — множество стратегий, обеспечивающих эксплуатацию ИТКС СН; У - вектор характеристик стратегий комплексного обеспечения эксплуатации #еО; Н - модель отображения, ставящая в соответствие множествам стратегий и и факторов А множество результатов У (О); Ш— частная цель комплексного обеспечения эксплуатации мультисервисной ИТКС СН; Ч* -оператор соответствия «результат - частная цель»; К - правило выбора стратегии комплексного обеспечения эксплуатации мультисервисной ИТКС СН; Р — модель предпочтений ЛПР на элементах множества Р = {и, А, О, У, Ш, К}; 9 - дополнительная информация, необходимая для выработки решения к, о стратегии комплексного обеспечения эксплуатации ИТКС СН с учетом ограничений на создание и эксплуатацию её элементов.

5. Модели выбора стратегий комплексного обеспечения эксплуатации мультисервисной ИТКС СН на различных этапах ее жизненного цикла

В рассматриваемом случае модель выбора стратегий комплексного обеспечения эксплуатации мультисервисной ИТКС СН может быть представлена в виде

Рис. 7. Модель разрешения проблемной ситуации

и* = (и, Л, Н, G, Y, % Ж, К, Р, 3). (2)

Анализ [2, 4] показывает, что решение (2), как правило, приводит к выделению некоторого множества «нехудших» альтернатив. В этой ситуации для однозначного выбора лучшей альтернативы необходимо формирование составного критерия — решающего правила, включающего как формальные, так и неформальные предписания по вынесению суждения о рациональности методов обеспечения эксплуатации при применении мультисервисной ИТКС СН. Это решающее правило может быть задано элементами модели предпочтений Р на множествах G — Ро, Y—Ру, Ж - Р» и т. д.

При этом модель разрешения проблемной ситуации при выработке рациональных стратегий комплекса мероприятий, направленных на обеспечение эксплуатации ИТКС СН, с учетом ограничивающих условий примет вид

¥:{ПЯ:С/хЛ—(3)

а процесс анализа результатов, может быть представлен как

Р^-^К-.и—^Ц* . (4)

В (3) выражение ^Н'.ЦхА—>У((т)} означает множественность моделей, которые

соответствуют различным этапам исследования процессов обеспечения эксплуатации ИТКС СН.

Приведенный порядок выбора рациональных стратегий обеспечения эксплуатации ИТКС СН целесообразно рассматривать относительно всех этапов эволюции её жизненного цикла. Это предполагает, что второй этап концептуальных исследований поставленной

проблемы должен завершиться разработкой комплекса моделей относительно всех этапов ее логической схемы исследования. В соответствии с результатами, полученными в [1, 2, 4], данный комплекс моделей, охватывающий все этапы жизненного цикла элементов ИТКС СН, может быть представлен следующей совокупностью:

1) Модель исходных условий возникновения потребности в обеспечении эксплуатации элементов ИТКС СН. Модель устанавливает соответствие способов обеспечения эксплуатации элементов ИТКС (П) для нормированных условий их эксплуатации (требований по стойкости, наличия запасных частей, инструмента и принадлежностей (ЗИП), требуемой укомплектованности аппаратно-программными средствами, возможности противоборствующей системы по воздействию на элементы ИТКС СН и т. п.) уровню потенциальных возможностей ИТКС (Уа.) по перечню и качеству предоставляемых пользователям услуг.

Неопределенным фактором модели является начальная величина причины возникновения потребности в обеспечении эксплуатации элементов мультисервисной ИТКС СН, определяющая ее характер (77o) и уровень ожидаемого эффекта (УО) от приобретаемых ценностей (внедрения службы связи, услуги, технико-тежоло^гаеского решения и т. д.) а^ ~dII0/dYa .

Формализованная запись модели имеет вид

q,y-{nQ,Ya,^,y}^{n}- (5)

2) Модель описания требуемой системы ценностей, получаемых посредством комплексного обеспечения эксплуатации элементов мультисервисной ИТКС СН. Модель устанавливает соответствие между различными способами обеспечения эксплуатации элементов ИТКС и уровнем реализации требований, выступающих в качестве норм удовлетворения потребностей пользователей в телекоммуникационных услугах.

Неопределенным фактором модели является соответствие мероприятий обеспечения эксплуатации элементов ИТКС {Do) степени выполнения требований к услугам (N), предоставляемых мультисервисной ИТКС СН: ас ~ dD0 /dN.

Формализованная запись модели имеет вид

(6)

3) Модель целеполагания. Модель устанавливает соответствие между уровнем целевых требований к эксплуатационным нормам функционирования мультисервисной ИТКС СН и уровнем организационно-технической реализуемости ее элементов. Неопределенным фактором модели является соответствие частных целей комплексного

обеспечения эксплуатации элементов мультисервисной ИТКС СН и эффективности способов их реализации (Up): a^ ~ d\jdUv.

Формализованная запись модели имеет вид

^¡{V^Acw}^}. (7)

4) Модель организационно-технического облика. Модель устанавливает соответствие между уровнем качественного описания организационно-технических функций системы эксплуатации ИТКС СН и уровнем ее эволюционного развития.

Неопределенными факторами модели являются требуемый технико-технологический уровень системы эксплуатации ИТКС КТyo и критерии их эффективности £г.0., характеризующие качественную меру полезности, совершенства и прогрессивности развития: ат0 ~аК1уо/йЕ[.0 .

Формализованная запись модели имеет вид

• (8)

5) Модель структуры технического задания. Модель устанавливает соответствие между возможностями обеспечения эксплуатации элементов ИТКС Тр и уровнем задач, решаемых на стадиях предпроектных и проектных исследований по созданию ЕМВСУ.

Неопределенным фактором модели является исходная величина минимально необходимого уровня обеспечения эксплуатации развития будущей мультисервисной ИТКС СН (Г ), определяемого принципами номенклатурного и количественного нормирования

требований, включаемых в техническое задание, и иерархией задач, решаемых при реализации задаваемых требований, в архитектуре создаваемой ИТКС (./): а^

Формализованная запись модели имеет вид

^■.{т^,^, а4->{т;}. (9)

Свертка моделей (5) - (9) позволяет сформировать модель замысла заказчика (ЛПР) по методам обеспечения эксплуатации мультисервисной ИТКС СН на этапах целеполагания, формирования ее облика, проведения НИР и ОКР. Данная модель может быть представлена как композиция частных моделей = [диу; ^; ; дс о; дтз ] и будет иметь вид

где Z•L '{Уа',Ж; £/;Ето\./} -определяет степень реализации методов обеспечения

эксплуатации элементов мультисервисной ИТКС СН в целях удовлетворения требований по качеству предоставляемых пользователям услуг, определенных на этапе ее проектирования. В том случае, когда условие достижения требуемого уровня на стадии

проектирования или модернизации ИТКС СН, используется в качестве критерия для принятия решений, результаты модели (10) можно считать прогнозируемым уровнем гарантии выполнения требований, предъявляемых к разрабатываемой системе эксплуатации мультисервисной ИТКС СН.

В то же время относительно логической схемы исследования проблемы эти результаты являются исходными данными для моделирования последующих этапов формирования СТЭ ИТКС СН. Тогда следующий комплекс моделей должен отражать взаимосвязь качества формируемого сетевого ресурса мультисервисной ИТКС СН с процессом обеспечения эксплуатации её элементов непосредственно на этапах создания и целевого применения. Поэтому в рамках исследуемой проблемы важно продолжить рассмотрение необходимого комплекса моделей.

6) Модель изготовления и контроля качества опытных образцов. Модель устанавливает соответствие между уровнем качества функционирования элементов ИТКС СН относительно условий и методов, обеспечивающих их эксплуатацию, определенных в замысле заказчика, а также уровнем затрат на контроль их качества в процессе производства. Неопределенными факторами модели являются уровень отработанности опытной технологии, определяющей начальный уровень бездефектности опытных образцов АПСС

, и уровень эффективности применения средств производственного контроля:

СХИ0П ~ /с1Сяоа, где Си.оп - затраты на изготовление опытных образцов АПСС.

Таким образом, формализованная запись модели может быть представлена в виде

Ъ а^-К^оп}. (11)

Причем параметры модели (11) зависят от объема и технологичности производства элементов ИТКС СН, взаимосвязей в производственной кооперации изготовления комплектующих, квалификации персонала и других факторов, определяющих качество изделий (АПСС).

7) Модель экспериментальной отработки. Модель устанавливает соответствие между уровнем отработанности конструкторской документации и уровнем затрат на экспериментальную отработку. Неопределенными факторами модели являются уровень отработанности процесса синтеза (проектирования), определяющий начальный уровень

отработанности (качества) конструкторской документации R , и уровень эффективности

методов и средств экспериментальной отработки при Сэ затратах на изготовление конструкторской документации: осэ~ dR, /dC3.

На результативность процесса отработки также влияет уровень бездефектности опытных образцов АПСС R оп. Таким образом, формализованная запись модели экспериментальной отработки может быть представлена в виде

^К^Л^}-^}. (12)

При этом параметры зависят от степени новизны отрабатываемых решений, оснащенности экспериментальной базы и других характеристик мультисервисной ИТКС СН.

8) Модель изготовления и контроля качества серийных образцов АПСС. Модель аналогична соотношению (11) и может быть представлена в виде

Q^M^b (13)

где a^-dR^/dC^.

9) Модель эксплуатации. Модель устанавливает соответствие между уровнем качества (в том числе надежности) серийных образцов АПСС, находящихся в эксплуатации, и уровнем эксплуатационных затрат на местах применения их по назначению. Неопределенным фактором модели выступает зависимость качества функционирования АПСС от уровня воздействий противоборствующей стороны, и возможностями системы технического обеспечения связи и управления (ТОС и У) по проведению мероприятий поддержания и восстановления эксплуатационных свойств элементов ИТКС СН: аэкс ~ЙК}КС0/^СЭКС.

При этом начальный уровень эксплуатационных свойств АПСС на стадии их ввода в эксплуатацию определяется отработанностью и бездефектностью Re серийных образцов. Таким образом, формализованная запись модели эксплуатации элементов мультисервисной ИТКС СН имеет вид

^{Д^кс, ^,CЭKC}->{Л)KC}, (14)

где R^. - текущее, a R^— начальное значения эксплуатационных параметров АПСС.

10) Модель функционирования элементов мультисервисной ИТКС СН. Модель устанавливает соответствие между эффективностью применения элементов ИТКС СН и уровнем затрат, направленных на реализацию мероприятий по обеспечению их функционирования, в том числе с учетом потока отказов и повреждений, вызванных дестабилизирующими факторами как природного, так и технологического характера. Неопределенным фактором модели является зависимость качества функционирования ИТКС при реализации целевого процесса в ЕМВСУ от эффективности мероприятий ее системы технической эксплуатации: аф ~ dR^ jdC^ .

Тогда формализованную запись модели функционирования мультисервисной ИТКС СН можно представить в виде

<7ф:ЦксА> аФ>Сф}-»К}- (15)

Учитывая тот факт, что основу ИТКС СН составляют многофункциональные АПСС, множество состояний которых не может быть однозначно охарактеризовано двумя классами состояний (работоспособностью и неработоспособностью), поэтому действенность мероприятий, обеспечивающих функционирование элементов ИТКС, целесообразно оценивать относительно снижения их эксплуатационного ресурса до некоторого порогового уровня G(j). В этом случае формализованную запись модели можно представить в виде

аф^Сф}-^^ (16)

где Щ - дифференциальный или интегральный выходной эффект, получаемый при функционировании ИТКС СН.

11) Модель целевого применения ИТКС СН. Модель устанавливает соответствие между эффективностью функционирования ИТКС (бпрм) и издержками системы технического обеспечения связи и управления (ТОС и У), обеспечивающими процесс функционирования ИТКС СН. Неопределенным фактором модели является уровень требований Кр относительно обеспечения паритета по управлению силами и средствами в условиях интенсивно развивающихся средств противоборства. При этом основные характеристики ИТКС отражают эффективность ее применения через показатели качества функционирования Щ или через выходной эффект функционирования Щ.

Формализованная запись модели применения ИТКС СН в ЕМВСУ может быть представлена в виде

4ч»:{Щ,Кр, (¿щм}-> {У], (17)

<7прМ:{Щф, 0щш}-> {У1}.

Аналогично представлению (10) формализованная запись обобщенной модели создания и целевого применения ИТКС СН может быть представлена как композиция частных моделей

4 =[4и.оп, 4, 4ис, 4эксп, 4Ф, ]. (18)

Таким образом, этап концептуальных исследований проблемы комплексного обеспечения эксплуатации ИТКС должен заканчиваться комплексом моделей, взаимоувязанных по всем стадиям жизненного цикла ИТКС СН. В то же время степень детализации моделей каждого этапа в зависимости от выбора проектных параметров, особенностей конструктивных и технологических решений может существенно меняться. При этом согласно логической схемы (рис. 1) каждый предыдущий ее этап исследований (совокупность этапов) выступает в качестве исходных данных и ограничений на последующие этапы исследований.

Однако следует отметить, что этап концептуального моделирования позволяет выявлять только общие закономерности в исследовании проблемы комплексного обеспечения эксплуатации ИТКС СНУ. Он не дает формы представления параметров и критериев. Анализ [1, 2, 4, 5] показал, что взаимоувязку целей, комплексных ресурсов системы эксплуатации ИТКС, временных параметров, определяющих процесс обеспечения её эксплуатации, функций и задач системы эксплуатации можно провести на этапе операциональных исследований.

6. Этап операциональных исследований решения задач комплексного обеспечения эксплуатации ИТКС СН

При этом на этапе операциональных исследований для взаимоувязывания задач комплексного обеспечения эксплуатации ИТКС СН при ее целевом использовании схему исследований целесообразно соотносить с изменением ресурсных характеристик ИТКС СН. В то же время сам процесс использования комплексных ресурсов может рассматриваться в едином взаимоувязанном операционном контуре, элементами которого являются комплексные ресурсы ИТКС, среда и условия их применения, органы управления (рис. 8).

При этом в соответствии с целью функционирования ИТКС СН, в условиях внешних и внутренних дестабилизирующих факторов, комплексные ресурсы ИТКС целесообразно разделить на два типа.

Первый тип (А) непосредственно участвует в основном процессе формирования сетевых ресурсов ИТКС СН (пространственных, временных, коммутационных, энергетических ресурсов, АПСС, обслуживающего персонала и т. д.).

Рис. 8. Операционный комплекс реализации процесса эксплуатации ИТКС СН

Ко второму типу (AS) можно отнести такие ресурсы, которые обеспечивают устойчивость формирования сетевых ресурсов в условиях внутренних и внешних дестабилизирующих факторов (это необходимые запасы АПСС, СТИ, ЗИП, технологическое оборудование для выполнения ремонтно-профилжтаческих и ремонтно-восстановительных работ и т. д). В общем случае при определенных условиях функционирования мультисервисной ИТКС СН это ресурсы избыточные. В отличие от первого типа ресурсов их потеря не приведет к множественному изменению пространства допустимых состояний ИТКС, хотя и может снизить базовые характеристики качества её функционирования.

Следует отметить, что отнесение конкретного ресурса к какому-либо типу определяется не столько его физической природой, сколько складывающейся ситуацией в ИТКС СН. Так, различные виды резервов и ЗИП могут быть отнесены к первому типу ресурсов в условиях нормального функционирования элементов ИТКС и ко второму типу -при выполнении на этих же элементах ремонтно-восстановительных работ. Следовательно, граница между указанными типами ресурсов может изменяться в зависимости от характера воздействий дестабилизирующих факторов.

В то же время цель функционирования мультисервисной ИТКС СН, которую необходимо достигнуть на заданном интервале времени будет зависеть от наличия всей совокупности ресурсов, которую в соответствии с концептуальной моделью можно представить в виде иерархического дерева (рис. 9).

Тогда для ресурсов первого и второго типа относительно одного из уровней обеспечения эксплуатации ИТКС СН (например, оперативно-технического, соответствующего g-му уровню и вьщеленной подсистемы (например, р,-ой, что в общем случае для данного уровня соответствует одному из узлов связи ИТКС СН) можно записать:

- для ресурсов первого типа А^ = ? гДе v = 1,..., m;

В условиях потока отказов и повреждений, возникающих под действием внутренних и внешних дестабилизирующих факторов процесс обеспечения функционирования ИТКС СН можно рассматривать как последовательное изменение состояний элементов или же изменение ситуаций в ИТКС, что соответствует изменению ресурсов Л^ и ASgM.. В этом

- для ресурсов второго типа В' где v =

случае мероприятия (V = 1, т), связанные с организацией работ на д-м уровне с

задействованием ресурсов (д+1)-го уровня в соответствующие периоды т/, можно представить упорядоченной совокупностью действий, выполняемых по отношению к ресурсам первого типа Ag+l,v с помощью ресурсов второго типа ABg+lv^ Тогда пространство возможных состояний, в которых будут находиться ресурсы, можно представить в виде

где знак «х» обозначает совокупное рассмотрение отображения различных множеств состояний ресурсов в единое пространство.

1-й уровень (метасистема),. -''?)

а-.

(£-1)-й уровень г^г^^ ь,

С-!"«

эксплуатации ИТКС

g-и уровень ''

(оперативно- ""/ч^х

технический уровень) |

обеспечения "

эксплуатации ИТКС

(¿+1)-й уровень

(технический уровень) обеспечения

.шдристема^у^х

1-я

подсистема

^ „ - СЗ* * подсистема^^^ подсистемаГ/г\

т-я

подсистема

эксплуатации ИТКС

Рис. 9. Взаимоотношения формирования комплексного ресурса в мультисервисной ИТКС СН

Тогда относительно подготовительного периода, непосредственного применения элементов ИТКС по назначения и их восстановления по причине отказа формализация процессов с использованием ресурсов первого и второго типа, рассмотренных выше, может быть представлена следующим образом:

- в подготовительный период z для интервала тм, мероприятия М^-^ио использованию ресурсов А/?^

состояний ресурсов ИТКС можно представить в виде

:-2

в котором выполняются пространство возможных

М^ :

(20)

у/V \7У \7у \7У

в период непосредственного, целевого применения л для интервала т/, связанного с проявлением дестабилизирующих факторов у> требующий учета данных воздействий на

ресурсы Л^'у и Аи необходимых мероприятий устранению отказов и

повреждений элементов ТКС или восполнению данных ресурсов, можно представить в виде

АГЧ :

(21)

- в восстановительный период и, характеризуемый выполнением мероприятий А^^в

период т/+1 по восстановлению качества функционирования ИТКС СН посредством использования ресурсов и можно представить в виде

(22)

Выводы

Таким образом, этап операциональных исследований позволяет определить взаимосвязь между различными типами ресурсов, задействованных при комплексном обеспечении эксплуатации ИТКС CH. Кроме того, он показал необходимость взаимоувязывания ресурсов по всем уровням иерархии системы эксплуатации ИТКС CH. В то же время, как показали исследования применительно к концептуальному и операциональному этапу, адекватность формулируемых моделей условиям эксплуатации может быть получена только с учетом характера воздействий дестабилизирующих факторов. Поэтому в дальнейшем целесообразно рассмотреть комплекс моделей угроз, которые будут определять причинно-следственные связи изменения качества функционирования ИТКС СН, а, следовательно, и комплекс мероприятий, связанный с устранением влияния дестабилизирующих факторов.

Литература

1. Курносов В. И., Лихачев А. М. Методология проектных исследований и управление качеством сложных технических систем электросвязи. - СПб.: ТИРЕКС, 1998.

2. Надежность и эффективность в технике: Справочник. В Ют. / Ред. совет: В. С. Авдуевский (пред.), В. И. Кузнецов, Н. Д. Кузнецов и др. - М.: Машиностроение, 1988.

3. Кузнецов В. Е., Лихачев А. М. Теоретические и методологические основы построения системы сигнализации объединенной автоматизированной цифровой системы связи. - М.: МО РФ, 2001.

4. Лихачев А. М. Теоретические основы восстановления военной техники связи и их практические приложения. - СПб.: ВУС, 1999.

5. Надежность технических систем: Справочник / Под ред. И. А. Ушакова. М.: Радио и связь, 1994.

6. Ионов С. В. Организация технического обеспечения связи и автоматизации управления группировки Сухопутных войск ВС РФ в локальных вооруженных конфликтах. - СПб.: ВАС, 1997.

7. Швиденко Г. Л. Формирование системы восстановления военной техники связи в общевойсковом соединении. - СПб.: ВАС, 1997.

8. Полковников И. А. Построение сетевой службы системы сигнализации объединенной автоматизированной цифровой системы связи Вооруженных сил Российской Федерации. СПб.: ВУС, 2001.

9. Семенюк А. А. Основы технического обеспечения связи и автоматизации объединений, соединений. - СПб.: ВАС, 1992.

10. Денисов И. И. Методика выбора рационального уровня конструктивного построения военной техники связи. Сборник научно-мето^таес^та материалов ТВВАИУ. - Тамбов: ТВВАИУ, 1996.

11. Денисов И. И. Исследование зависимости времени восстановления военной техники связи от вида отказа в ней. Сборник научно-методтес^к материалов ТВВАИУ. - Тамбов: ТВВАИУ, 1996.

12. Калашников В. В. Качественный анализ поведения сложных систем методом пробных функций. -М.: Наука, 1988.

References

1. Kumosov V. I., Likhachev A. M. Metodologiya proektny"x issledovanij i upravlenie kachestvom slozhny"x texnicheskix sistem e"lektrosvyazi [Methodology of design research and quality management of complex technical telecommunication systems]. St. Petersburg. TIREX Publ., 1998 (in Russian).

2. Nadezhnosf' i effektivnost" v texnike: Spravochnik. V 10 t [Reliability and efficiency in technology: A reference book. In 10 tons]. Ed. council: V. S. Avduevsky (pred.), V. I. Kuznetsov, N. D. Kuznetsov, etc. Moscow. Mashinostroenie Publ., 1988 (in Russian).

3. Kuznetsov V. E., Likhachev A. M. Teoreticheskie i metodologicheskie osnovy" postroeniya sistemy" signalizacii ob""edinennoj avtomatizirovannoj cifrovoj sistemy" svyazi Theoretical and methodological foundations of building an alarm system of a unified automated digital communication system. - M.: Ministry of Defense of the Russian Federation, 2001 (in Russian).

4. Likhachev A. M. Teoreticheskie osnovy" vosstanovleniya voennoj texniki svyazi i ixprakticheskie prilozheniya [Theoretical foundations of the restoration of military communications equipment and their practical applications]. St. Petersburg. Military Academy of Communications Publ., 1999 (in Russian).

ТЕХНИКА СРЕДСТВ СВЯЗИ

№ 2 (1 66) - 2024

5. Nadezhnost" texnicheskix sistem: Spravochnik [Reliability of technical systems]. Guide / Edited by I. A. shakov. Moscow. Radio and Communications Publ., 1994 (in Russian).

6. Ionov S. V. Organizaciya texnicheskogo obespecheniya svyazi i avtomatizacii upravleniya gruppirovki Suxoputny "x vojsk Vooruzhenny "x Sil Rossijskoj Federacii v lokal "ny "x vooruzhenny "x konfliktax [Organization of technical support for communications and automation of control of the grouping of the Ground Forces of the Armed Forces of the Russian Federation in local armed conflicts]. St. Petersburg. Military Academy of Communications Publ., 1997 (in Russian).

7 Shvidenko G. L. Formirovanie sistemy " vosstanovleniya voennoj texniki svyazi v obshhevojskovom soedinenii [Formation of a system for restoring military communications equipment in a combined arms unit]. St. Petersburg. Military Academy of Communications Publ., 1997 (in Russian).

8. Polkovnikov I. A. Postroenie setevoj sluzhby" sistemy" signalizacii ob""edinennoj avtomatizirovannoj cifrovoj sistemy" svyazi Vooruzhenny"x sil Rossijskoj Federacii [Building a network service for the alarm system of the unified automated digital communication system of the Armed Forces of the Russian Federation]. St. Petersburg. Military Academy of Communications Publ., 2001 (in Russian).

9. Semenyuk A. A. Osnovy" texnicheskogo obespecheniya svyazi i avtomatizacii ob""edinenij, soedinenij [Fundamentals of technical support for communication and automation of associations, connections]. St. Petersburg. Military Academy of Communications Publ., 1992 (in Russian).

10. Denisov I. I. Metodika vy"bora racional"nogo urovnya konstruktivnogo postroeniya voennoj texniki svyazi [Methodology for choosing a rational level of constructive construction of military communications equipment]. Sbornik nauchno-metodicheskix materialov [Collection of scientific and methodological materials]. Tambov. TVAIU Publ., 1996 (in Russian).

11. Denisov I. I. Issledovanie zavisimosti vremeni vosstanovleniya voennoj texniki svyazi ot vida otkaza v nej [Investigation of the dependence of the recovery time of military communications equipment on the type of failure in it]. Sbornik nauchno-metodicheskix materialov [Collection of scientific and methodological materials]. Tambov: TVAIU Publ., 1996 (in Russian).

12. Kalashnikov V. V. Kachestvenny"j analiz povedeniya slozhny"x sistem metodom probny"x funkcij [Qualitative analysis of the behavior of complex systems by the method of trial functions]. Moscow. Nauka Publ., 1988 (in Russian).

Винокур Михаил Викторович — генеральный директор. Публичное акционерное общество «Информационные телекоммуникационные системы» (ПАО «Интелтех»). Область научных интересов: системный анализ и требования к построению систем связи специального назначения. Тел.: +7(812)295-50-69. E-mail: VinokurMV@inteltech.ru. Адрес: 197342, Санкт-Петербург, ул. Кантемировская, д. 8.

Курносое Валерий Игоръевич — главный специалист. ПАО «Интелтех». Доктор технических наук, профессор. Область научных интересов: системы связи, навигации и управления специального назначения. Тел.: +7(812)295-50-69. E-mail: vi-kumosov@mail.ru. Адрес: 197342, Санкт-Петербург, ул. Кантемировская, д. 8.

Лукин Константин Игоревич - генеральный директор. ОАО «Супертел». Кандидат технических наук. Область научных интересов: системы связи, навигации и управления специального назначения. Адрес: 197101, г. Санкт-Петербург, Петроградская наб., д. 38 А. Тел.: (812) 644 04 25. E-mail: info@supertel.ru.

Annotation. The purpose of the work: to detail the problem of integrated maintenance of a multiservice information and telecommunication system for special purposes. Methods: there is currently no unambiguous approach to the sequence and methods of conducting conceptual studies of the process of ensuring the operation

Статья поступила 12 мая 2024 г.

Информация об авторах

Topical issues of integrated maintenance of special-purpose information and telecommunication systems

M. V. Vinokur, V. I. Kurnosov, K. I. Lukin

28

Системы управления

of a multiservice information and telecommunications system for special purposes. At the same time, the most complete, allowing to link the goals of the main subsystems of the technical operation system of the unified interdepartmental management system with the measures of comprehensive maintenance of the operation of a multiservice communication network according to the stages of its evolutionary development scheme, is the structural parametric research method. Novelty: The difference between this model and the known ones lies in the fact that in it the processes of ensuring the operation of a multiservice information and telecommunications system for special purposes are presented as multi-plane and multilevel, interconnected by information and material connections, and the process of ensuring the operation of a multiservice information and telecommunications system is considered relative to the maximum allowable downtime of the information communication direction, the required value the average recovery time of connections formed by the network and intended for message transmission depends on the class of information flows served and their types. Results: the basic characteristics of the information and telecommunications network of the unified interdepartmental management system are determined; research methods are selected; a set of management measures has been developed to ensure the operation of a multiservice information and telecommunications system; a conceptual model of the processes of ensuring the operation of a multiservice information and telecommunications system has been formed; models for choosing strategies for the integrated operation of a multiservice information and telecommunications system at various stages of its life cycle have been developed; a stage of operational research for solving problems of integrated operation of a special-purpose information and telecommunications system has been highlighted. Practical significance: the presented stage of operational research allows us to determine the relationship between the various types of resources involved in the integrated operation of a special-purpose information and telecommunications system. In addition, he showed the need for interconnection of resources at all levels of the hierarchy of the information and telecommunications system operation system. At the same time, it is concluded that, with regard to the conceptual and operational stage, the adequacy of the formulated models to the operating conditions can be obtained only taking into account the nature of the effects of destabilizing factors.

Keywords: information and telecommunication system, integrated operation support, conceptual model, multiservice communication network, life cycle stages.

Information about Authors

Mikhail Viktorovich Vinokur — General Director. Public Joint Stock Company "Information Telecommunication Systems" (PJSC "Inteltech"). Research interests: system analysis and requirements for the construction of special purpose communication systems. Tel.: +7(812)295-50-69. E-mail: VinokurMV@inteltech.ru Address: 197342, St. Petersburg, Kantemirovskaya str., 8.

Valery Igorievich Kurnosov — Chief Specialist. PJSC "Inteltech". Doctor of Technical Sciences, Professor. Research interests: communication, navigation and control systems for special purposes. Tel.: +7(812)295-50-69. E-mail: vi-kurnosov@mail.ru. Address: 197342, St. Petersburg, Kantemirovskaya str., 8.

Konstantin Igorievich Lukin — General Director. JSC "Supertel". Candidate of Technical Sciences. Research interests: communication, navigation and control systems for special purposes. Tel.: +7(812)644-04-25. E-mail: info@supertel.ru. Address: 197101, St. Petersburg, Petrogradskaya nab., 38 A.

Библиографическая ссылка на статью:

Винокур М. В., Курносов В. И., Лукин К. И. Актуальные вопросы комплексного обеспечения эксплуатации информационно-телеком^никадионньк систем специального назначения // Техника средств связи. 2024. № 2 (166). С. 12-29. DOI: 10.24412/2782-2141-2024-2-12-29

Reference for citation:

Vinokur M. V., Kurnosov V. I., Lukin K. I. Topical issues of integrated maintenance of special-purpose information and telecommunication systems. Means of Communication Equipment. 2024. No. 2 (166). Pp. 12-29 (in Russian). DOI: 10.24412/2782-2141-2024-2-12-29